NO330367B1 - Gas processing plant for the recovery of propane and ethane. - Google Patents
Gas processing plant for the recovery of propane and ethane. Download PDFInfo
- Publication number
- NO330367B1 NO330367B1 NO20030654A NO20030654A NO330367B1 NO 330367 B1 NO330367 B1 NO 330367B1 NO 20030654 A NO20030654 A NO 20030654A NO 20030654 A NO20030654 A NO 20030654A NO 330367 B1 NO330367 B1 NO 330367B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- distillation column
- gas processing
- processing plant
- stream
- plant according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0242—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 3 carbon atoms or more
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
- F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0238—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/02—Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/74—Refluxing the column with at least a part of the partially condensed overhead gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/78—Refluxing the column with a liquid stream originating from an upstream or downstream fractionator column
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
- F25J2205/04—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
- F25J2220/66—Separating acid gases, e.g. CO2, SO2, H2S or RSH
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being hydrocarbons or a mixture of hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/10—Mathematical formulae, modeling, plot or curves; Design methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/12—Particular process parameters like pressure, temperature, ratios
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/40—Vertical layout or arrangement of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, condensers, heat exchangers etc.
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår et gassbearbeidingsanlegg for gjenvinning av en gassfraksjon fra en tilført gass, og angår spesielt gjenvinning av propan og etan. The invention relates to a gas processing plant for the recovery of a gas fraction from a supplied gas, and particularly relates to the recovery of propane and ethane.
Mange naturgasser og syntetisk fremstilte gasser omfatter mange forskjellige av ulike hydrokarboner, og en rekke metoder og konfigureringer er kjent innenfor fagområdet for å produsere kommersielt relevante fraksjoner fra slike gasser. Blant andre prosesser er kryogen gass-separasjon (se f.eks. US-patenter nr. 4 157 904, 4 690 702 eller 5 275 005) blitt en foretrukket metode for gass-separasjon. Many natural gases and synthetically produced gases comprise many different hydrocarbons, and a number of methods and configurations are known in the art to produce commercially relevant fractions from such gases. Among other processes, cryogenic gas separation (see, e.g., US Patent Nos. 4,157,904, 4,690,702 or 5,275,005) has become a preferred method of gas separation.
I en typisk gass-separasjonsprosess blir en tilførselsgass-strøm under trykk avkjølt ved hjelp av varmeveksler og når gassen kjøles av, kondenserer væske fra den avkjølte gassen. Væskene ekspanderes så og fraksjoneres i en destillasjonskolonne (f.eks. en av-etaniserer eller av-metaniserer) for å skille ut restkomponen-ter så som metan, nitrogen og andre flyktige gasser som toppdamp, fra de øn-skede C2, C3og tyngre komponenter. I enkelte konfigureringer ekspanderes ikke-kondensert avkjølt tilførselsgass for å kondensere ytterligere væske, som deretter kan anvendes som C2- og C3-absorberingsmiddel i en absorber. Forskjellige for-bedringer av grunnkonseptet for kryogen gass-separasjon er blitt utviklet. In a typical gas separation process, a pressurized feed gas stream is cooled using a heat exchanger and as the gas cools, liquid condenses from the cooled gas. The liquids are then expanded and fractionated in a distillation column (e.g. a de-ethanizer or de-methanizer) to separate out residual components such as methane, nitrogen and other volatile gases as top vapor, from the desired C2, C3 and heavier components. In some configurations, uncondensed cooled feed gas is expanded to condense additional liquid, which can then be used as C2 and C3 absorbent in an absorber. Various improvements to the basic concept of cryogenic gas separation have been developed.
For eksempel beskrives det i US-patent nr. 5 890 378 et system hvor (a) absorberen har tilbakeløp, (b) hvor av-etanisererkondensatoren tilveiebringer ti I— bakeløp for både absorberen og av-etanisereren, mens kjølekravene oppfylles ved anvendelse av en turboekspander, og (c) hvor absorberen og av-etanisereren drives ved stort sett det samme trykket. Selv om konfigurering på fordelaktig måte reduserer kapitalkostnadene for utstyr forbundet med tilveiebringelse av tilbakeløp for absorpsjonsseksjonen og av-etanisereren, avtar propanutvinningen i betydelig grad ettersom driftstrykket i absorberen stiger, spesielt ved et overtrykk på over 3447 kPa, hvor separasjon av etan fra propan i av-etanisereren blir stadig mer vanskelig. Derfor er systemet beskrevet i dette patentskriftet generelt begrenset av den øvre driftsgrense for av-etaniserertrykket. Det å øke absorbertrykket samtidig som ønskelig propanutvinning opprettholdes blir vanskelig, om ikke umulig, i denne prosesskonfigurering. Videre nødvendiggjør drift av absorberen og av-etanisereren ved et overtrykk ved eller under 3447 kPa typisk høyere restgass-gjenkomprimering, noe som fører til relativt høye driftskostnader. For example, US Patent No. 5,890,378 describes a system where (a) the absorber has a return flow, (b) where the de-ethanizer condenser provides ten I— backflows for both the absorber and the de-ethanizer, while the cooling requirements are met by the use of a turboexpander, and (c) where the absorber and deethanizer are operated at substantially the same pressure. Although the configuration advantageously reduces the capital cost of equipment associated with providing reflux for the absorption section and the de-ethanizer, propane recovery decreases significantly as the operating pressure in the absorber increases, especially at an overpressure above 3447 kPa, where separation of ethane from propane in the de-ethanizer -the ethanizer becomes increasingly difficult. Therefore, the system described in this patent is generally limited by the upper operating limit of the de-ethanizer pressure. Increasing the absorber pressure while maintaining desirable propane recovery becomes difficult, if not impossible, in this process configuration. Furthermore, operation of the absorber and deethanizer at an overpressure at or below 3447 kPa typically necessitates higher residual gas recompression, leading to relatively high operating costs.
For å omgå i det minste noen av problemene som er forbundet med relativt høye kostnader i forbindelse med restgass-gjenkomprimering beskrives det i US-patent nr. 5 953 935 en anleggskonfigurering hvor en ytterligere fraksjonerings- kolonne er inkludert. Absorbertilbakeløpet i denne anleggskonfigurering produseres ved komprimering, avkjøling og Joule Thomson-ekspansjon av en slipp-strøm av tilførselsgass. Selv om konfigureringen beskrevet i dette patentskriftet generelt tilveiebringer en forbedret propanutvinning med i hovedsak ingen økning i hestekreftene for anleggets restkomprimering, så minsker propanutvinning i betydelig grad ettersom driftstrykket i absorberen stiger, spesielt ved overtrykk over ca. 3447 kPa. Videre er etangjenvinning under anvendelse av slike kjente systemer designet for propanutvinning vanligvis begrenset til ca. 20% gjenvinning. In order to circumvent at least some of the problems associated with relatively high costs in connection with residual gas recompression, US patent no. 5,953,935 describes a plant configuration in which a further fractionation column is included. The absorber reflux in this plant configuration is produced by compression, cooling and Joule Thomson expansion of a discharge stream of feed gas. Although the configuration described in this patent generally provides improved propane recovery with essentially no increase in horsepower for the plant's residual compression, propane recovery decreases significantly as the operating pressure in the absorber rises, especially at overpressures above approx. 3447 kPa. Furthermore, ethane recovery using such known systems designed for propane recovery is usually limited to approx. 20% recycling.
For å forbedre etangjenvinning med et lavt C02-innhold i etanproduktet beskrives det i US-patent nr. 6 182 469 et tårn-gjenkokingsskjema hvor én eller flere flytende tårndestillasjonsstrømmer fra et punkt som er høyere i absorberen anvendes for avdrivning av uønskede komponenter (f.eks., karbondioksid i en av-metaniserer). Dette skjemaet krever typisk over-avdrivning av etanproduktet, og C02-fjerning er generelt begrenset til ca. 6%. Videre vil ytterligere CCMjerning under anvendelse av denne prosessen i betydelig grad redusere etangjenvinningen og øke kraftforbruket. Videre, og spesielt dersom etanproduktet anvendes for kjemisk produksjon, krever produktet i denne konfigurering typisk ytterligere be-handling for å fjerne CO2til eller under et nivå på 500 ppmv, noe som ofte krever betydelige kapital- og driftskostnader. In order to improve ethane recovery with a low C02 content in the ethane product, US patent no. 6,182,469 describes a tower reboiling scheme where one or more liquid tower distillation streams from a point higher in the absorber are used to drive off unwanted components (e.g. e.g., carbon dioxide in a de-methanizer). This scheme typically requires over-stripping of the ethane product, and CO2 removal is generally limited to approx. 6%. Furthermore, additional CCM iron using this process will significantly reduce ethane recovery and increase power consumption. Furthermore, and especially if the ethane product is used for chemical production, the product in this configuration typically requires further treatment to remove CO2 to or below a level of 500 ppmv, which often requires significant capital and operating costs.
Selv om der er forskjellige konfigureringer og prosesser for forbedring av propan- og etangjenvinning som er kjent på fagområdet, så er alle disse eller nes-ten alle, forbundet med én eller flere ulemper. Det er derfor fremdeles et behov for å tilveiebringe forbedrede metoder og blandinger for høy-propangjenvinningspro-sesser og -konfigureringer. Although there are various configurations and processes for improving propane and ethane recovery known in the art, all of these, or nearly all, are associated with one or more disadvantages. There is therefore still a need to provide improved methods and compositions for high propane recovery processes and configurations.
Foreliggende oppfinnelse angår konfigureringer for et gassbearbeidingsanlegg omfattende en en absorber med tilbakeløp 103 som drives ved et første trykk, under produksjon av en bunnproduktstrøm 7 og mottak av et The present invention relates to configurations for a gas processing plant comprising an absorber with reflux 103 which is operated at a first pressure, while producing a bottom product stream 7 and receiving a
råmateriale og en absorber-tilbakeløpsstrøm 19; raw material and an absorber reflux stream 19;
- en destillasjonskolonne 106 fluidforbundet med absorberen 103, hvor tilførselstrømmen 11 mottas i kolonnen, og en destillasjonskolonne-toppstrøm 13 produseres, og hvor kolonnen drives ved et andre trykk som - a distillation column 106 fluidly connected to the absorber 103, where the feed stream 11 is received in the column, and a distillation column overhead stream 13 is produced, and where the column is operated at a second pressure which
er minst 689 kPa lavere enn det første trykk; og is at least 689 kPa lower than the initial pressure; and
- hvor minst en porsjon av bunnproduktstrømmen 7 ekspanderes og gir kjøling for minst én av absorber-tilbakeløpsstrømmen 19 og destillasjonskolonne-tilførselsstrømmen 11; og - hvor destillasjonskolonne-toppstrømmen 13 blir separert i en fluidporsjon 16 som tilveiebringer tilbakeløp for destillasjonskolonnen 106, og en - where at least a portion of the bottom product stream 7 is expanded and provides cooling for at least one of the absorber reflux stream 19 and the distillation column feed stream 11; and - where the distillation column overhead stream 13 is separated into a fluid portion 16 which provides reflux for the distillation column 106, and a
gassformig porsjon 15 som flytendegjøres og gir absorber-tilbakeløpsstrømmen 19. gaseous portion 15 which is liquefied and provides the absorber return flow 19.
I en utførelsesform omfatter destillasjonskolonnen 106 en av-etaniseringskolonne, råmaterialet har et overtrykk på mellom 6895 kPa og 13790 kPa, og ekspanderes i en turbinekspander 102. Bunnproduktet for absorberen ekspanderes i et område på 689 - 1724 kPa, og avkjøler derved produktet til en temperatur mellom -70,6°C og -87,2°C. Det forutsettes også at den avkjølte og ekspanderte bunnproduktstrømmen 8 deretter føres som destillasjonskolonne-tilførselsstrøm 11 inn i destillasjonskolonnen 106, og det forutsettes videre at den ekspanderte bunnproduktstrøm videre kan tilveiebringe kjøling for en destillasjonskolonne-tilbakeløpsstrøm 13.1 en spesiell utførelsesform produserer destillasjonskolonnen en toppstrøm 13 som komprimeres, avkjøles og føres inn i absorberen 103 som absorbertilbakeløpsstrøm 19. In one embodiment, the distillation column 106 comprises a de-ethanization column, the feedstock has an overpressure of between 6895 kPa and 13790 kPa, and is expanded in a turbine expander 102. The bottoms product for the absorber is expanded in a range of 689 - 1724 kPa, thereby cooling the product to a temperature between -70.6°C and -87.2°C. It is also assumed that the cooled and expanded bottom product stream 8 is then fed as distillation column feed stream 11 into the distillation column 106, and it is further assumed that the expanded bottom product stream can further provide cooling for a distillation column reflux stream 13.1 a particular embodiment, the distillation column produces an overhead stream 13 which is compressed , is cooled and fed into the absorber 103 as absorber return flow 19.
I en annen utførelsesform så omfatter destillasjonskolonnen en av-etanisererkolonne, råmaterialet har et overtrykk på mellom 3792 kPa og 5516 kPa, og ekspanderes ikke i en turbinekspander. Bunnproduktet i absorberen 103 ekspanderes i et område på 689 - 1724 kPa, noe som avkjøler produktet til en temperatur mellom -45,6°C og -56,7°C. Det forutsettes også at den avkjølte og ekspanderte bunnproduktstrøm deretter føres som destillasjonskolonne-tilførsels-strømmen 11 inn i destillasjonskolonnen 106, og at minst en andel av råmaterialet føres inn i en lavere seksjon av destillasjonskolonnen 106.1 et ytterligere overveiet aspekt er en ekstern kjøling koblet til destillasjonskolonnen 106 og veksleren for tilført materiale. In another embodiment, the distillation column comprises a de-ethanizer column, the raw material has an excess pressure of between 3792 kPa and 5516 kPa, and is not expanded in a turbine expander. The bottom product in the absorber 103 is expanded in a range of 689 - 1724 kPa, which cools the product to a temperature between -45.6°C and -56.7°C. It is also assumed that the cooled and expanded bottoms product stream is then fed as the distillation column feed stream 11 into the distillation column 106, and that at least a proportion of the raw material is fed into a lower section of the distillation column 106. 1 a further considered aspect is an external cooling connected to the distillation column 106 and the exchanger for added material.
I en enda ytterligere utførelsesform omfatter destillasjonskolonnen 106 en av-metaniserer, råmaterialet er ved et overtrykk på mellom 6895 kPa og 13790 kPa og ekspanderes i en turboekspander 102. Det forutsettes også at i slike konfigureringer ekspanderes absorber-bunnproduktet i et område på 689 - 1724 kPa, hvorved bunnproduktstrømmen avkjøles til en temperatur på mellom - 70,6°C og -87,2°C. Det forutsettes videre at det ekspanderte bunnprodukt 8 føres som destillasjonskolonne-tilførselsstrøm 11 inn i destillasjonskolonnen 106, hvor destillasjonskolonnen produserer en destillasjonskolonne-toppstrøm 13 som komprimeres, avkjøles og føres inn i absorberen 103 som absorbertilbakeløps-strøm 19, og at destillasjonskolonnen produserer en destillasjonskolonne- produktstrøm som omfatter ikke mer enn 500 ppm karbondioksid. I spesielle aspekter splittes råmaterialet i en første andel og en andre andel, og en ekstern kjøleanordning kjøler minst en del av den første andelen, og minst én sidekoker 116 lokalisert i den øvre seksjon av destillasjonskolonnen 106 (dvs. som er fluidkoblet til av-metanisereren mellom en topp-plate og en posisjon åtte plater under topp-platen), sørger for gjenkoking av destillasjonskolonnen 106, tilveiebringer varme for avdrivning av CO2fra av-metaniserer-produktstrømmen, og tilveiebringer videre kjøling av den første andelen av råmaterialet. In a still further embodiment, the distillation column 106 comprises a de-methanizer, the raw material is at an excess pressure of between 6895 kPa and 13790 kPa and is expanded in a turbo expander 102. It is also assumed that in such configurations the absorber bottom product is expanded in a range of 689 - 1724 kPa, whereby the bottom product stream is cooled to a temperature of between -70.6°C and -87.2°C. It is further assumed that the expanded bottom product 8 is fed as distillation column feed stream 11 into the distillation column 106, where the distillation column produces a distillation column top stream 13 which is compressed, cooled and fed into the absorber 103 as absorber reflux stream 19, and that the distillation column produces a distillation column product stream comprising no more than 500 ppm carbon dioxide. In particular aspects, the feedstock is split into a first portion and a second portion, and an external cooling device cools at least a portion of the first portion, and at least one sideboiler 116 located in the upper section of the distillation column 106 (ie, which is fluidly connected to the de-methanizer between a top plate and a position eight plates below the top plate), provides reboiling of the distillation column 106, provides heat for stripping CO2 from the de-methanizer product stream, and provides further cooling of the first portion of the feedstock.
Forskjellige formål, trekk, aspekter og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil bli tydeliggjort i følgende detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen, sammen med de medfølgende tegningene. Fig. 1 er en skjematisk tegning av et eksempel på et gassbearbeidingsanlegg for propangjenvinning i henhold til tidligere teknikk. Fig. 2 viser skjematisk et eksempel på konfigurering av et gassbearbeidingsanlegg for propangjenvinning med en turboekspander, et tilførselsgass-overtrykk på ca. 8963 kPa og en av-etaniserer som destillasjonskolonne. Fig. 2A er en grafisk fremstilling som viser en varmesammensetningskurve (heat composite curve) for varmeveksler 100 i en anleggskonfigurering i henhold til fig. 2. Fig. 3 er en skjematisk fremstilling av nok et eksempel på gassbearbeidingsanlegg for etangjenvinning i samsvar med tidligere teknikk. Fig. 4 er en skjematisk fremstilling av et ytterligere eksempel på konfigurering for et gassbearbeidingsanlegg for etangjenvinning med en turboekspander, et tilførselsgass-overtrykk på ca. 8963 kPa og en av-metaniserer som destillasjonskolonne. Fig. 4A er en grafisk fremstilling som viser en varmesammensetningskurve for varmeveksler 100 i en anleggskonfigurering i henhold til fig. 4. Fig. 4B er en grafisk fremstilling som viser en varmesammensetningskurve for varmeveksler 116 i en anleggskonfigurering i henhold til fig. 4. Fig. 5 viser skjematisk enda et annet eksempel på konfigurering for et gassbearbeidingsanlegg uten turboekspander, et tilførselsgass-overtrykk på ca. 5171 kPa og en av-etaniserer som destillasjonskolonne. Fig. 6 viser skjematisk et eksempel på konfigurering for et gassbearbeidingsanlegg hvor tilbakeløpsabsorberen og destillasjonskolonnen er konfigurert i et enkelt tårn. Various purposes, features, aspects and advantages of the present invention will be made clear in the following detailed description of preferred embodiments of the invention, together with the accompanying drawings. Fig. 1 is a schematic drawing of an example of a gas processing plant for propane recovery according to the prior art. Fig. 2 schematically shows an example of the configuration of a gas processing plant for propane recovery with a turboexpander, a supply gas overpressure of approx. 8963 kPa and a de-ethanizer as distillation column. Fig. 2A is a graphic representation showing a heat composite curve (heat composite curve) for heat exchanger 100 in a plant configuration according to fig. 2. Fig. 3 is a schematic representation of yet another example of gas processing plant for ethane recovery in accordance with prior art. Fig. 4 is a schematic representation of a further example of configuration for a gas processing plant for ethane recovery with a turboexpander, a supply gas overpressure of approx. 8963 kPa and a de-methanizer as distillation column. Fig. 4A is a graphical representation showing a heat composition curve for heat exchanger 100 in a plant configuration according to fig. 4. Fig. 4B is a graphical representation showing a heat composition curve for heat exchanger 116 in a plant configuration according to fig. 4. Fig. 5 schematically shows yet another example of configuration for a gas processing plant without a turboexpander, a supply gas overpressure of approx. 5171 kPa and a de-ethanizer as distillation column. Fig. 6 schematically shows an example of configuration for a gas processing plant where the reflux absorber and the distillation column are configured in a single tower.
Oppfinnerne oppdaget at høy propangjenvinning (dvs. minst 95%) fra en tilførselsgass med et trykk som er relativt høyt (f.eks. mellom ca. 6895 kPa overtrykk og 13790 kPa overtrykk) til relativt lavt (f.eks. mellom ca. 3792 kPa overtrykk og 5516 kPa overtrykk) kan gjennomføres ved at en absorber i et gassbearbeidingsanlegg drives ved et betydelig høyere trykk enn en destillasjonskolonne (f.eks. en av-etaniserer), og hvor absorber-bunnproduktet ekspanderes for å tilveiebringe kjøling av absorbertilbakeløpsstrømmen og/eller destillasjonsko-lonnetilførselen. Oppfinnerne har videre oppdaget at slike konfigureringer også kan anvendes for i betydelig grad å øke etangjenvinning fra tilførselsgass med relativt høyt trykk og til i betydelig grad å fjerne CO2. The inventors discovered that high propane recovery (ie, at least 95%) from a feed gas with a pressure that is relatively high (eg between about 6895 kPa gauge and 13790 kPa gauge) to relatively low (eg between about 3792 kPa overpressure and 5516 kPa overpressure) can be accomplished by operating an absorber in a gas processing plant at a significantly higher pressure than a distillation column (e.g. a de-ethaniser) and where the absorber bottoms product is expanded to provide cooling of the absorber reflux stream and/ or the distillation column feed. The inventors have further discovered that such configurations can also be used to significantly increase ethane recovery from relatively high pressure feed gas and to significantly remove CO2.
Mer spesielt forutsetter oppfinnerne et gassbearbeidingsanlegg som omfatter en absorber med tilbakeløp og som drives ved et første trykk, som produserer en bunnproduktstrøm og som mottar et råmateriale og en absorber-tilbake-løpsstrøm. Mulige konfigureringer omfatter videre en destillasjonskolonne som er fluidkoblet til absorberen som mottar en destillasjonskolonne-tilførselsstrøm og som drives ved et andre trykk, som er minst 689 kPa lavere enn driftstrykket for absorberen, hvor minst en andel av bunnproduktstrømmen ekspanderes og tilveiebringer kjøling av absorber-tilbakeløpsstrømmen og/eller destillasjonskolonne-tilførselsstrømmen. More particularly, the inventors envision a gas processing plant comprising a reflux absorber operated at a first pressure, producing a bottoms product stream and receiving a feedstock and an absorber reflux stream. Possible configurations further include a distillation column fluidly connected to the absorber receiving a distillation column feed stream and operated at a second pressure, which is at least 689 kPa lower than the operating pressure of the absorber, wherein at least a portion of the bottoms product stream is expanded and provides cooling of the absorber reflux stream and/or the distillation column feed stream.
Fig. 1 i henhold til tidligere teknikk avbilder en kjent konfigurering for et propangjenvinningsanlegg hvor en tilførselsgass-strøm 1 ved et overtrykk på ca. 8963 kPa avkjøles i en varmeveksler 100, separert i en gass- og en væskefase, og hvor gassfasen deretter ekspanderes i en turboekspander 102 og føres inn i absorberen 103, som drives ved et overtrykk på ca. 3103 kPa. Væskefasen (dersom en slik finnes) er Joule-Thomson (JT) ekspandert, og føres direkte inn i en lavere del av absorberen. Bunnproduktet i absorberen pumpes ved hjelp av pumpe 104 gjennom varmeveksler 100, og det oppvarmede bunnproduktet føres deretter inn i av-etanisereren. Fig. 1 according to prior art depicts a known configuration for a propane recovery plant where a supply gas flow 1 at an overpressure of approx. 8963 kPa is cooled in a heat exchanger 100, separated into a gas and a liquid phase, and where the gas phase is then expanded in a turboexpander 102 and fed into the absorber 103, which is operated at an overpressure of approx. 3103 kPa. The liquid phase (if one exists) is Joule-Thomson (JT) expanded, and is fed directly into a lower part of the absorber. The bottom product in the absorber is pumped by means of pump 104 through heat exchanger 100, and the heated bottom product is then fed into the de-ethaniser.
Absorberen 103 har tilbakeløp under anvendelse av avkjølt av-etaniserer-toppstrøm 14, hvor avkjølingen av tilbakeløpet tilveiebringes av toppdampen fra absorberen, som oppvarmes ytterligere i varmeveksler 100 før rekompresjon i rekompressor 112 og påfølgende restgasskompressor 113. Absorber 103 tilveiebringer videre tilbakeløpsstrøm 17 som føres inn i av-etanisereren ved hjelp av pumpe 108. Flytende produktstrøm 12 kommer ut av av-etanisereren med en propangjenvinning som typisk er over 95%. The absorber 103 has a return flow using cooled de-ethanizer top flow 14, where the cooling of the return flow is provided by the top steam from the absorber, which is further heated in heat exchanger 100 before recompression in the recompressor 112 and subsequent residual gas compressor 113. Absorber 103 further provides return flow 17 which is introduced in the de-ethanizer by means of pump 108. Liquid product stream 12 exits the de-ethanizer with a propane recovery that is typically over 95%.
I motsetning til dette har en spesielt foretrukket konfigurering av et gassbearbeidingsanlegg for propangjenvinning som avbildet på fig. 2 en absorber 103 med tilbakeløp og som drives ved et overtrykk på ca. 4068 kPa og en av-etaniserer 106 som drives ved et overtrykk på ca.2827 kPa, mens tilførselsgass-strøm-men 1 har et overtrykk på ca. 8963 kPa. Tilførselsgass-strømmen 1 avkjøles i varmeveksler 100 og separeres i en separator 101 i en væskeandel 5 og en gassandel 4. Væskeandelen 5 (om en slik er til stede) føres inn i absorberen 103, mens gassandelen 4 ekspanderes i en turboekspander 102 til nivået av driftstrykket i absorberen. Ekspandert gassandel 6 føres så inn i en lavere seksjon av absorberen 103. Absorberen 103 mottaren tilbakeløpsstrøm 19, som tilveiebringes av toppstrømmen 13 fra av-etanisereren 106. Toppstrømmen 13 avkjøles i en varmeveksler 105, og separeres i en separator 107 i en gassfase 15 og en væskefase 16. Væskefase 16 pumpes tilbake til av-etanisereren som av-etaniserer-til-bakeløp ved hjelp av pumpe 108, mens gassfase 15 komprimeres i kompressor 111 og avkjøles i varmeveksleren 100 før den kommer inn i absorberen som til-bakeløpsstrøm 19. In contrast, a particularly preferred configuration of a gas processing plant for propane recovery as depicted in FIG. 2 an absorber 103 with return flow and which is operated at an overpressure of approx. 4068 kPa and a de-ethanizer 106 which is operated at an overpressure of about 2827 kPa, while feed gas stream 1 has an overpressure of about 8963 kPa. The supply gas stream 1 is cooled in heat exchanger 100 and separated in a separator 101 into a liquid portion 5 and a gas portion 4. The liquid portion 5 (if one is present) is fed into the absorber 103, while the gas portion 4 is expanded in a turboexpander 102 to the level of the operating pressure in the absorber. Expanded gas portion 6 is then fed into a lower section of the absorber 103. The absorber 103 receives reflux stream 19, which is provided by the top stream 13 from the de-ethanizer 106. The top stream 13 is cooled in a heat exchanger 105, and separated in a separator 107 into a gas phase 15 and a liquid phase 16. Liquid phase 16 is pumped back to the de-ethanizer which de-ethanizes-to-reflux by means of pump 108, while gas phase 15 is compressed in compressor 111 and cooled in heat exchanger 100 before entering the absorber as reflux stream 19.
Absorber-bunnstrømmen 7 ekspanderes i JT-ventil 104, hvorved trykket senkes i en grad på ca. 1241 kPa og kjøler i betydelig grad bunn-reststrømmen. Den avkjølte absorber-bunnstrøm 8 anvendes så som et kjølemiddel i varme-vekslerne 100 og 105 før den kommer inn i av-etaniserer 106 som av-etaniserer-tilførselsstrøm 11. Absorber-toppstrøm 9 oppvarmes i varmeveksleren 100 og gjenkomprimeres i gjenkompressor 112 (som er operasjonelt koblet til turboekspanderen). Rekomprimert toppstrøm 21 komprimeres ytterligere i restgasskompressor 113 og føres inn i en restgass-rørledning. Av-etaniserer-bunnstrøm-men 12 tilveiebringer flytende produkt med en propangjenvinning på minst 99%. The absorber bottom flow 7 is expanded in the JT valve 104, whereby the pressure is lowered to a degree of approx. 1241 kPa and significantly cools the bottom residual flow. The cooled absorber bottom stream 8 is then used as a coolant in the heat exchangers 100 and 105 before it enters de-ethanizer 106 which de-ethanizes feed stream 11. Absorber top stream 9 is heated in heat exchanger 100 and recompressed in recompressor 112 (which is operationally connected to the turboexpander). Recompressed peak flow 21 is further compressed in residual gas compressor 113 and fed into a residual gas pipeline. De-ethanizer-bottom stream-but 12 provides liquid product with a propane recovery of at least 99%.
Når det gjelder tilførselsgass-strømmene, er en rekke naturlige og As far as the feed gas flows are concerned, a number of natural and
syntetiske tilførselsgass-strømmer å regne som egnet for anvendelse i forbindelse med læren presentert heri, og spesielt foretrukne tilførselsgass-strømmer omfatter naturgasser, raffinerigasser og syntetiske gass-strømmer fra hydrokarbonmateria-ler så som nafta, kull, olje, lignitt, etc. Følgelig kan trykket for egnede tilførsels-gass-strømmer variere betydelig. Vanligvis er det imidlertid foretrukket at hen-siktsmessige tilførselsgass-overtrykk for anleggskonfigureringer i henhold til fig. 2 generelt vil være i området mellom 6895 kPa og 13790 kPa, og at minst en andel av råmaterialet ekspanderes i en turboekspander for å tilveiebringe kjøling og/eller kraft for restgass-gjenkomprimeringen. synthetic feed gas streams to be considered suitable for use in connection with the teaching presented herein, and particularly preferred feed gas streams include natural gases, refinery gases and synthetic gas streams from hydrocarbon materials such as naphtha, coal, oil, lignite, etc. Consequently, the pressure for suitable feed gas streams vary considerably. Generally, however, it is preferred that appropriate supply gas overpressures for plant configurations according to fig. 2 will generally be in the range between 6895 kPa and 13790 kPa, and that at least a proportion of the raw material is expanded in a turboexpander to provide cooling and/or power for the residual gas recompression.
Avhengig av trykket av tilførselsgassen og mengden av tilførselsgass-ekspansjon i turboekspanderen, så kan driftstrykket for absorberen variere i området mellom 3449 kPa og 5518 kPa overtrykk, mer foretrukket mellom 3449 kPa og 5173 kPa overtrykk, og mest foretrukket mellom 3794 kPa og 4828 kPa overtrykk. Det vil således være spesielt foretrukket at bunnproduktstrømmen forlater absorberen ved et betydelig trykk, og at kjøling kan tilveiebringes ved ekspandering av bunnproduktstrømmen til et lavere trykk. I et spesielt overveiet aspekt reduserer ekspansjon av bunnproduktstrømmen bunnprodukt-strømtrykket i et område fra ca. 689 kPa til ca. 1724 kPa og mer foretrukket i et område fra ca. 1035 kPa till 380 kPa. Det kan således tenkes at absorberen drives ved et trykk som er minst 689 kPa høyere enn trykket for destillasjonskolonnen; alternative trykkforskjeller er imidlertid også mulige, og omfatter absorber-trykkforskjeller på mindre enn 689 kPa (f.eks. mellom 345 og 683 kPa, og endog mindre), og omfatter spesielt absorber-trykkforskjeller på mer enn 689 kPa (f.eks. mellom 697 kPa og 1034 kPa, mer foretrukket mellom 1041 kPa og 1724 kPa, og endog høyere). Depending on the pressure of the feed gas and the amount of feed gas expansion in the turboexpander, the operating pressure of the absorber may vary in the range between 3449 kPa and 5518 kPa overpressure, more preferably between 3449 kPa and 5173 kPa overpressure, and most preferably between 3794 kPa and 4828 kPa overpressure . It will thus be particularly preferred that the bottom product stream leaves the absorber at a significant pressure, and that cooling can be provided by expanding the bottom product stream to a lower pressure. In a particularly contemplated aspect, expansion of the bottom product stream reduces the bottom product stream pressure in a range from about 689 kPa to approx. 1724 kPa and more preferably in a range from approx. 1035 kPa to 380 kPa. It is thus conceivable that the absorber is operated at a pressure which is at least 689 kPa higher than the pressure of the distillation column; however, alternative pressure differences are also possible, and include absorber pressure differences of less than 689 kPa (e.g., between 345 and 683 kPa, and even less), and in particular include absorber pressure differences of more than 689 kPa (e.g., between 697 kPa and 1034 kPa, more preferably between 1041 kPa and 1724 kPa, and even higher).
Det er derfor å foretrekke at temperaturen i den ekspanderte bunnprodukt-strømmen vil være i et område på ca. -70,6°C til -87,2°C. Det forutsettes derfor at den ekspanderte bunnproduktstrømmen videre kan tilveiebringe kjøling for forskjellige strømmer inne i gassbearbeidingsanlegget, og det forutsettes spesielt at den ekspanderte bunnproduktstrømmen videre kjøler en destillasjonskolonne-toppstrøm og et absorbertilbakeløp. Det forutsettes videre at den ekspanderte bunnproduktstrømmen kan føres inn i destillasjonskolonnen i forskjellige posisjo-ner; det er imidlertid spesielt foretrukket at den ekspanderte bunnproduktstrøm-men føres inn i destillasjonskolonnen ved en posisjon under tilførselspunktet for tilbakeløpet (f.eks. minst tre plater under den øverste plate i destillasjonskolonnen). It is therefore preferable that the temperature in the expanded bottom product stream will be in a range of approx. -70.6°C to -87.2°C. It is therefore assumed that the expanded bottoms product stream can further provide cooling for various streams within the gas processing plant, and it is particularly assumed that the expanded bottoms product stream further cools a distillation column overhead stream and an absorber return. It is further assumed that the expanded bottom product stream can be fed into the distillation column in different positions; however, it is particularly preferred that the expanded bottom product stream is fed into the distillation column at a position below the reflux feed point (eg at least three plates below the top plate in the distillation column).
Når det gjelder destillasjonskolonnen foretrekkes det spesielt at destillasjonskolonnen produserer en destillasjonskolonne-toppstrøm som komprimeres, avkjøles og føres inn i absorberen som absorbertilbakeløpsstrømmen, slik at det derved tilveiebringes en spesielt mager strøm (strøm 13 inneholdende 64 mol% metan og 33 mol% etan) som kan anvendes for å utvinne propanet og tyngre komponenter fra de ekspanderte tilførselsgass-strømmer. Overveiede konfigureringer i henhold til fig. 2 mottar et råmateriale som omfatter propan, og tilveiebringer en destillasjonskolonne-produktstrøm som omfatter minst 95% av propanet i råmaterialet. In the case of the distillation column, it is particularly preferred that the distillation column produces a distillation column overhead stream which is compressed, cooled and fed into the absorber as the absorber reflux stream, thereby providing a particularly lean stream (stream 13 containing 64 mol% methane and 33 mol% ethane) which can be used to recover the propane and heavier components from the expanded feed gas streams. Considered configurations according to fig. 2 receives a feedstock comprising propane and provides a distillation column product stream comprising at least 95% of the propane in the feedstock.
I et annet spesielt foretrukket aspekt av foreliggende oppfinnelse så har et gassbearbeidingsanlegg som avbildet på fig. 5 en absorber 103 med tilbakeløp som drives ved et overtrykk på ca. 4964 kPa og en av-etaniserer 106 som drives ved et overtrykk på ca. 3447 kPa, mens tilførselsgass-strømmen 1 har et overtrykk på ca. 5240 kPa. Tilførselsgass-strømmen 1 separeres i separator 101 i en væskeandel 5 og en gassandel 2. Væskeandelen JT ekspanderes i JT-ventil 115, og føres direkte inn i av-etanisereringskolonnen 106. Gassandelen 2 avkjøles i en varmeveksler 100, og den avkjølte gassandelen 6 føres så inn i absorber 103 uten ekspansjon i en turboekspander. Absorberen 103 mottaren tilbakeløpsstrøm 19, som tilveiebringes av toppstrømmen 13 fra tilbakeløpsbeholderen 102 av av-etanisereren 106. Av-etaniserer-toppstrømmen 13, koblet med en ekstern kjøle-strøm 109, og absorber-toppdampstrøm 9 anvendes for å avkjøle tilførselsstrøm-men 2 i veksler 100. Av-etaniserer-toppstrømmen 13 oppvarmes til omgivelses-temperatur i veksler 100 ved hjelp av tilførselsstrømmen i veksler 100, og komprimeres deretter i en kompressor til strøm 18. Kompressorutgangsstrøm 18 avkjø-les i en luftavkjølt veksler 114, og avkjøles deretter videre i varmeveksler 105 med absorber-bunnstrøm 8 før den kommer inn i absorberen som tilbakeløpsstrøm 19. In another particularly preferred aspect of the present invention, a gas processing plant as depicted in fig. 5 an absorber 103 with return flow which is operated at an overpressure of approx. 4964 kPa and a de-ethanizer 106 which is operated at an overpressure of approx. 3447 kPa, while the supply gas flow 1 has an overpressure of approx. 5240 kPa. The supply gas stream 1 is separated in separator 101 into a liquid portion 5 and a gas portion 2. The liquid portion JT is expanded in JT valve 115, and is fed directly into the de-ethanization column 106. The gas portion 2 is cooled in a heat exchanger 100, and the cooled gas portion 6 is fed then into absorber 103 without expansion in a turbo expander. The absorber 103 receives reflux stream 19, which is provided by the overhead stream 13 from the reflux vessel 102 of the de-ethanizer 106. The de-ethanizer overhead stream 13, coupled with an external cooling stream 109, and absorber overhead vapor stream 9 are used to cool feed stream 2 in exchanger 100. De-ethanizer peak stream 13 is heated to ambient temperature in exchanger 100 by means of the feed stream in exchanger 100, and then compressed in a compressor to stream 18. Compressor output stream 18 is cooled in an air-cooled exchanger 114, and then further cooled in heat exchanger 105 with absorber bottom flow 8 before it enters the absorber as return flow 19.
Absorber-bunnstrømmen 7 ekspanderes i JT-ventil 104, slik at trykket derved senkes med ca. 1448 kPa, og absorber-bunnstrømmen avkjøles i betydelig grad fra -43,9°C til -61,7°C. Den ekspanderte og avkjølte absorber-bunnstrøm 8 anvendes deretter som et kjølemiddel i varmeveksleren 105 før den kommer inn i av-etaniserer 106 som av-etaniserer-tilførselsstrøm 11. Absorber-toppstrøm 9 oppvarmes i varmeveksleren 100, og føres inn i restgass-rørledningen uten gjenkomprimering. Av-etaniserer-bunnstrømmen 12 tilveiebringer flytende produkt med en propangjenvinning på minst 95%. The absorber bottom flow 7 is expanded in the JT valve 104, so that the pressure is thereby lowered by approx. 1448 kPa, and the absorber bottom stream is cooled significantly from -43.9°C to -61.7°C. The expanded and cooled absorber bottom stream 8 is then used as a coolant in the heat exchanger 105 before it enters de-ethanizer 106 which de-ethanizer feed stream 11. Absorber top stream 9 is heated in the heat exchanger 100, and fed into the residual gas pipeline without recompression. The de-ethanizer bottom stream 12 provides liquid product with a propane recovery of at least 95%.
Når det gjelder typen og den kjemiske sammensetningen av tilførselsgas-sen gjelder de samme betraktninger som de som er beskrevet ovenfor. I anleggskonfigureringer i henhold til fig. 5 har imidlertid tilførselsgassen et overtrykk på mellom ca. 3792 kPa og ca. 5516 kPa, og mest foretrukket mellom ca. 4137 kPa og ca. 5 171 kPa overtrykk. Det skal spesielt forstås at drift av absorberen ved et høyere trykk gjør det mulig å føre tilførselsgassen inn i absorberen uten at den går gjennom en turboekspander. Trykket i absorberbunnproduktet (som fortrinns-vis er rikt på metan) kan derfor med fordel anvendes for kjøling av forskjellige strømmer i anlegget. When it comes to the type and chemical composition of the supply gas, the same considerations apply as those described above. In plant configurations according to fig. 5, however, the supply gas has an overpressure of between approx. 3792 kPa and approx. 5516 kPa, and most preferably between approx. 4137 kPa and approx. 5,171 kPa overpressure. In particular, it should be understood that operating the absorber at a higher pressure makes it possible to feed the supply gas into the absorber without it passing through a turboexpander. The pressure in the absorber bottom product (which is preferably rich in methane) can therefore be advantageously used for cooling different streams in the plant.
Det forutsettes at absorber-bunnproduktstrømmen ekspanderes for å redusere bunnproduktstrøm-trykket i et område på ca. 345 kPa til ca. 2423 kPa, og mer foretrukket i et område på ca. 689 kPa til ca. 1724 kPa. Det forventes derfor at bunnproduktstrømmen vil ha en temperatur mellom -34,4°C og -62,2°C, og mer typisk mellom ca. mellom -45,6°C og -56,7°C. Uten å begrense foreliggende oppfinnelse, forutsettes det generelt at den ekspanderte bunnproduktstrøm til-føres som destillasjonskolonne-tilførselsstrøm inn i destillasjonskolonnen under toppen av destillasjonskolonnen, og det foretrekkes at den ekspanderte bunn-produktstrømmen føres inn i destillasjonskolonnen ved en posisjon som er minst tre plater under en øverste plate i destillasjonskolonnen. Når det gjelder den flytende andelen av tilførselsgassen, så er det generelt foretrukket at minst en porsjon av tilførselsgassen føres inn i en lavere seksjon av destillasjonskolonnen. It is assumed that the absorber bottom product flow is expanded to reduce the bottom product flow pressure in an area of approx. 345 kPa to approx. 2423 kPa, and more preferably in a range of approx. 689 kPa to approx. 1724 kPa. It is therefore expected that the bottom product stream will have a temperature between -34.4°C and -62.2°C, and more typically between approx. between -45.6°C and -56.7°C. Without limiting the present invention, it is generally assumed that the expanded bottoms product stream is introduced as a distillation column feed stream into the distillation column below the top of the distillation column, and it is preferred that the expanded bottoms product stream is introduced into the distillation column at a position at least three plates below a top plate in the distillation column. As regards the liquid portion of the feed gas, it is generally preferred that at least a portion of the feed gas is introduced into a lower section of the distillation column.
Det skal videre forstås at under propangjenvinning anvendes absorber-bunnproduktene etter at de er blitt anvendt for å kjøle absorber-topptilbakeløpet, videre (dersom restavkjøling er tilgjengelig) for å avkjøle av-etanisererens toppdamp som tilveiebringer tilbakeløp til av-etanisereren. Den oppvarmede absorber-bunnproduktstrøm ved ca. -34,4°C til ca. -45,6°C føres til en tilførselsplate som er lokalisert minst 3 plater fra den øverste topp av av-etanisereren. Dette arrange-mentet forbedrer den samlede fraksjoneringsytelse for av-etanisereren ved å tilveiebringe tilbakeløp og ytterligere rektifisering under nyttiggjøring av kjøleinnhold av JT av absorberbunnrestene. Av-etanisereren drives ved en topptemperatur mellom -28,9 og -48,3°C. It is further to be understood that during propane recovery, the absorber bottoms are used after they have been used to cool the absorber top return, further (if residual cooling is available) to cool the de-ethanizer top vapor which provides return to the de-ethanizer. The heated absorber bottom product stream at approx. -34.4°C to approx. -45.6°C is fed to a feed plate located at least 3 plates from the top of the de-ethanizer. This arrangement improves the overall fractionation performance of the de-ethanizer by providing reflux and additional rectification while utilizing cooling content of the JT of the absorber bottoms. The de-ethanizer is operated at a peak temperature between -28.9 and -48.3°C.
Når det gjelder av-etanisereren, skal det spesielt forstås at av-etanisereren produserer en toppstrøm som avkjøles og føres inn i absorberen som absorber-til-bakeløpsstrøm, og tilveiebringer derved en spesielt mager strøm (strøm 13 inneholdende 75 mol% metan og 25 mol% etan) og som kan anvendes for å gjenvinne propanet og tyngre komponenter fra tilførselsgass-strømmen. Således mottar konfigureringene i henhold til fig. 5 et råmateriale som omfatter propan, og tilveiebringer en destillasjonskolonne-produktstrøm som omfatter minst 95% av propanet i råmaterialet. As regards the de-ethanizer, it should be understood in particular that the de-ethanizer produces a top stream which is cooled and fed into the absorber as absorber-to-reflux stream, thereby providing a particularly lean stream (stream 13 containing 75 mol% methane and 25 mol % ethane) and which can be used to recover the propane and heavier components from the feed gas stream. Thus, the configurations according to fig. 5 a feedstock comprising propane, and providing a distillation column product stream comprising at least 95% of the propane in the feedstock.
I enda et ytterligere overveiet aspekt av oppfinnelsen kan ytterligere konfigureringer tenkes anvendt i et gassbearbeidingsanlegg for etangjenvinning fra en tilførselsgass. Fig. 3 viser en konfigurering i samsvar med tidligere teknikk hvor en tilførselsgass-strøm 1 ved et overtrykk på ca. 8963 kPa avkjøles og separeres til en gassformig andel 4 og en væskeandel 5. Den gassformige porsjo nen splittes i to strømmer, og den første strøm blir avkjølt og JT ekspandert, mens den andre strøm føres gjennom en turboekspander. Begge strømmene føres så inn på forskjellige steder i av-metanisereren. Av-metanisereren dreies ved et overtrykk på ca. 2965 kPa. Av-metanisererens topp-produkt tilveiebringer kjøling for den første strøm og gjenkomprimeres av turboekspanderen og komprimeres ytterligere av restgasskompressoren før den går ut av anlegget som restgass. Typisk er etangjenvinningen ca. 80%, og COHnnholdet i etanproduktet er ca. 2 til 6%. In yet another further contemplated aspect of the invention, further configurations can be envisaged used in a gas processing plant for ethane recovery from a feed gas. Fig. 3 shows a configuration in accordance with prior art where a supply gas stream 1 at an overpressure of approx. 8963 kPa is cooled and separated into a gaseous portion 4 and a liquid portion 5. The gaseous portion is split into two streams, and the first stream is cooled and JT expanded, while the second stream is passed through a turboexpander. Both streams are then fed into different places in the de-methanizer. The de-methanizer is turned at an overpressure of approx. 2965 kPa. The de-methanizer overhead product provides cooling for the first stream and is recompressed by the turboexpander and further compressed by the tail gas compressor before exiting the plant as tail gas. Typically, the ethane recovery is approx. 80%, and the COH content in the ethane product is approx. 2 to 6%.
I motsetning til dette har et etangjenvinningsanlegg med konfigureringer i henhold til foreliggende oppfinnelse som vist på fig. 4, en absorber 103 med tilbakeløp og som drives ved et overtrykk på ca. 4068 kPa og en av-etaniserer 106 som drives ved et overtrykk på ca. 3103 kPa, mens tilførselsgass-strømmen 1 har et overtrykk på ca. 6963 kPa. Tilførselsgass-strøm 1 splittes til en første porsjon 2a og en andre porsjon 2b. Den første porsjonen 2a avkjøles i varmeveksler 100 og den andre porsjonen 2b avkjøles i varmeveksler 116. De respek-tive avkjølte tilførselsgass-strømmer 3a og 3b forenes og separeres i en separator 101 i en væskeandel 5 og en gassandel 4. Væskeandelen 5 (dersom en slik fore-kommer) føres inn i absorberen 103 etter JT ekspansjon i JT ventil 115, mens den gassformige andelen 4 ekspanderes i en turboekspander 102 til nivået for driftstrykket for absorberen 103. Den ekspanderte gassformige porsjonen 6 føres så inn i en lavere del av absorberen 103. Absorberen 103 mottar en tilbakeløpsstrøm 19, som tilveiebringes av av-metaniserertoppstrømmen 13 fra av-metanisereren 106. Toppstrømmen 13 skilles i en separator 107 i en gassformig fase 15 og en flytende fase 16. Flytende fase 16 pumpes tilake til av-metanisereren som av-me-taniserertilbakeløp via pumpe 108, mens gassformig fase 15 komprimeres i kompressor 111 og avkjøles i varmeveksleren 100 før den kommer inn i absorberen som tilbakeløpsstrøm 19. In contrast, an ethane recovery plant with configurations according to the present invention as shown in fig. 4, an absorber 103 with return flow and which is operated at an overpressure of approx. 4068 kPa and a de-ethanizer 106 which is operated at an overpressure of approx. 3103 kPa, while the supply gas stream 1 has an overpressure of approx. 6963 kPa. Supply gas flow 1 is split into a first portion 2a and a second portion 2b. The first portion 2a is cooled in heat exchanger 100 and the second portion 2b is cooled in heat exchanger 116. The respective cooled supply gas streams 3a and 3b are combined and separated in a separator 101 into a liquid portion 5 and a gas portion 4. The liquid portion 5 (if a as it occurs) is fed into the absorber 103 after JT expansion in the JT valve 115, while the gaseous portion 4 is expanded in a turboexpander 102 to the level of the operating pressure for the absorber 103. The expanded gaseous portion 6 is then fed into a lower part of the absorber 103. The absorber 103 receives a reflux stream 19, which is provided by the de-methanizer overhead stream 13 from the de-methanizer 106. The overhead stream 13 is separated in a separator 107 into a gaseous phase 15 and a liquid phase 16. Liquid phase 16 is pumped to the de-methanizer which de-methanizer reflux via pump 108, while gaseous phase 15 is compressed in compressor 111 and cooled in heat exchanger 100 before entering the absorber as reflux st escape 19.
Absorber-bunnstrøm 7 ekspanderes i JT-ventil 104, og senker derved trykket i en grad på ca. 758 kPa og avkjøler i betydelig grad absorber-bunnstrømmen. Den avkjølte absorber-bunnstrøm 8 anvendes så som kjølemiddel i varmeveksleren 100 før den går inn i av-metaniserer 106 som avmetaniserer-tilførselsstrøm 11. Absorber-toppstrøm 9 varmes opp i varmeveksleren 100 og gjenkomprimeres i gjenkompresser 112 (som er operasjonelt koblet til turboekspanderen). Gjen-komprimert toppstrøm 21 komprimeres ytterligere i en restgasskompressor 113 og føres inn i en restgass-rørledning. Av-metanisererbunnstrøm 12 tilveiebringer flytende produkt med en etangjenvinning på minst 69,0% og et CO^-innhold på ikke mer enn 500 ppm. To sidekokere, lokalisert i toppseksjonen av av-metanisereren, trekker ut flytende destillasjonsstrøm 109A og 109B. Disse strømmene føres til destillasjonskolonnen og tilveiebringer oppvarmingsarbeid for fjerning av hoveddelen av CO2fra det flytende produkt, og tilveiebringer videre kjøling av den første andelen av råmaterialet ved hjelp av strøm 109A og 109B. Resten av CO2fjernes i bunnkokeren 110. Absorber bottom flow 7 is expanded in JT valve 104, thereby lowering the pressure to a degree of approx. 758 kPa and significantly cools the absorber bottom flow. The cooled absorber bottom stream 8 is then used as a coolant in the heat exchanger 100 before it enters the demethanizer 106 which demethanizes feed stream 11. The absorber top stream 9 is heated in the heat exchanger 100 and recompressed in the recompressor 112 (which is operationally connected to the turboexpander) . Re-compressed top flow 21 is further compressed in a residual gas compressor 113 and fed into a residual gas pipeline. De-methanizer bottom stream 12 provides liquid product with an ethane recovery of at least 69.0% and a CO 2 content of no more than 500 ppm. Two sideboilers, located in the top section of the de-methanizer, extract liquid distillate streams 109A and 109B. These streams are fed to the distillation column and provide heating work to remove the bulk of the CO2 from the liquid product, and further provide cooling of the first portion of the feedstock by streams 109A and 109B. The rest of the CO2 is removed in the bottom digester 110.
Egnede tilførselsgasser forutsettes å ha et overtrykk på mellom 6895 kPa og 13790 kPa. Det er derfor foretrukket at minst en porsjon av tilførselsgassen ekspanderes i en turboekspander. Ytterligere kjøling tilveiebringes ved å ekspandere bunnprodukt-strømmen i et område på 689-1724 kPa. Det forutsettes derfor at den ekspanderte bunnprodukt-strøm har en temperatur mellom -70,6°C og -87,2°C. Suitable supply gases are assumed to have an excess pressure of between 6895 kPa and 13790 kPa. It is therefore preferred that at least a portion of the supply gas is expanded in a turboexpander. Additional cooling is provided by expanding the bottoms stream in a range of 689-1724 kPa. It is therefore assumed that the expanded bottom product stream has a temperature between -70.6°C and -87.2°C.
Når det gjelder av-metanisereren, skal det spesielt forstås at av-metanise-rerkolonnen produserer en toppstrøm som komprimeres, avkjøles og føres inn i absorberen som absorber-tilbakeløpsstrøm, og utgjør derfor en spesielt mager strøm (strøm 13 inneholdende over 90 mol% metan) og som kan anvendes for å gjenvinne etan og tyngre komponenter fra de ekspanderte tilførselsgass-strøm-mer. Konfigureringene i henhold til fig. 4 mottar et råmateriale som omfatter etan og propan, og tilveiebringer en destillasjonskolonne-produktstrøm som omfatter minst 60% av etanet og 95% av propanet i råmaterialet. With regard to the de-methanizer, it should be understood in particular that the de-methanizer column produces an overhead stream which is compressed, cooled and fed into the absorber as absorber return stream, and therefore constitutes a particularly lean stream (stream 13 containing over 90 mol% methane ) and which can be used to recover ethane and heavier components from the expanded feed gas streams. The configurations according to fig. 4 receives a feedstock comprising ethane and propane and provides a distillation column product stream comprising at least 60% of the ethane and 95% of the propane in the feedstock.
Det skal spesielt gjøres oppmerksom på at konfigureringene i henhold til fig. 4 kan anvendes for gjenvinning av opptil 75% etan uten vesentlig økning i kapital- og driftskostnader for etangjenvinning dersom systemet kan anvendes for høy propangjenvinning i henhold til fig. 2.1 en spesielt egnet konfigurering føres tilførselen til av-metanisereren til en plate som er lokalisert ved toppen av av-metanisereren, og topp-tilbakeløpskondensatoren 105 på fig. 2 kan omvandles for anvendelse som en sidekoker 116 for av-metanisereren på fig. 4. Ytterligere sidekokere og ekstern avkjøling kan anvendes for å forbedre den samlede ener-gieffekt. Av-metanisererens topp-tilbakeløpssystem forbigås i denne operasjonen, og av-metanisereren drives nå som kokeravdriver (i sammenligning med en frak-sjonator under propangjenvinning). Det grunnleggende utstyrsdesign og anord-ning i systemet oppstrøms er bibeholdt som på fig. 2, men med en lavere drifts-temperatur. Absorberen på toppen drives da ved en lavere temperatur på ca. -73,3°C til ca. -90,0°C, og temperaturen på utgangsmaterialet til av-metanisereren er ved en lavere temperatur på ca. -73,3°C til ca. -84,4°C. In particular, it should be noted that the configurations according to fig. 4 can be used for recovery of up to 75% ethane without a significant increase in capital and operating costs for ethane recovery if the system can be used for high propane recovery according to fig. 2.1 a particularly suitable configuration, the feed to the de-methanizer is directed to a plate located at the top of the de-methanizer, and the top reflux condenser 105 in fig. 2 can be converted for use as a side boiler 116 for the de-methanizer of FIG. 4. Additional side boilers and external cooling can be used to improve the overall energy output. The de-methanizer overhead reflux system is bypassed in this operation, and the de-methanizer is now operated as a digester (compared to a fractionator during propane recovery). The basic equipment design and arrangement in the upstream system has been retained as in fig. 2, but with a lower operating temperature. The absorber on top is then operated at a lower temperature of approx. -73.3°C to approx. -90.0°C, and the temperature of the starting material of the de-methanizer is at a lower temperature of approx. -73.3°C to approx. -84.4°C.
Det skal videre forstås at de tidligere kjente gjenvinningsanlegg designet for propangjenvinning kan gjenvinne etan i et område på 20% til 40%. I motsetning til dette kan konfigureringer i henhold til foreliggende oppfinnelse, med små endringer i drifts- og prosessparametere, anvendes på økonomisk måte for etangjenvinning opptil 75%. Videre inneholder etanet produsert i tidligere kjente gjenvinningsanlegg designet for etangjenvinning vanligvis 2-6% CO2.1 motsetning til dette vil konfigureringer i henhold til foreliggende oppfinnelse tillate etangjenvinning hvor C02er til stede i etanet i en mengde på mindre enn 500 ppm, og mer typisk mindre enn 350 ppm. It should further be understood that the previously known recovery plants designed for propane recovery can recover ethane in a range of 20% to 40%. In contrast, configurations according to the present invention, with small changes in operating and process parameters, can be used economically for ethane recovery up to 75%. Furthermore, the ethane produced in previously known recovery plants designed for ethane recovery usually contains 2-6% CO2.1 In contrast, configurations according to the present invention will allow ethane recovery where C02 is present in the ethane in an amount of less than 500 ppm, and more typically less than 350 ppm.
Når det gjelder alle komponentene i de påtenkte konfigureringer (f.eks. var-mevekslere, pumper, ventiler, kompressorer, ekspandere, absorbere med tilbake-løp, av-etaniserere, etc), skal det forstås at alle kjente og kommersielt tilgjenge-lige komponenter er egnet for anvendelse i forbindelse med læren presentert heri. Det regnes videre generelt med at konfigureringer i henhold til foreliggende oppfinnelse kan finne bred anvendbarhet for gassanleggsformål hvor høy propangjenvinning er ønskelig, og hvor tilførselsgass er tilgjengelig ved overtrykk på mer enn 3792 kPa. Videre kan slike konfigureringer på fordelaktig måte redusere utstyrs-og driftskostnader, spesielt der hvor turboekspander-teknologi ville gjøre det nød-vendig med komprimering av tilførselsgass og/eller restgass. For gassanleggsformål hvor energikostnader er relativt høye og propanverdi i sammenligning med brennstoffverdi er marginal, anses det at foretrukne designkonfigureringer i høy grad reduserer de samlede energikomprimeringskostnader ved å drive absorberen ved mellom 4137 og 5171 kPa overtrykk under opprettholdelse av propan-gjenvinningen på mellom 85% og 95%. Videre skal det forstås at ved å kombinere tilbakeløps-absorberen og av-etanisereren i en enkelt kolonne som vist på fig. 6, så kan kravene til det samlede anleggsarealet reduseres, noe som kan gi betydelige kostnadsbesparelser ved design av moduler og plattformer. Regarding all the components of the intended configurations (e.g. heat exchangers, pumps, valves, compressors, expanders, absorbers with reflux, de-ethanizers, etc.), it is to be understood that all known and commercially available components are suitable for use in connection with the teachings presented herein. Furthermore, it is generally considered that configurations according to the present invention can find wide applicability for gas plant purposes where high propane recovery is desirable, and where supply gas is available at an overpressure of more than 3792 kPa. Furthermore, such configurations can advantageously reduce equipment and operating costs, especially where turboexpander technology would make it necessary to compress supply gas and/or residual gas. For gas plant purposes where energy costs are relatively high and propane value compared to fuel value is marginal, preferred design configurations are considered to greatly reduce overall energy compression costs by operating the absorber at between 4137 and 5171 kPa overpressure while maintaining propane recovery of between 85% and 95%. Furthermore, it should be understood that by combining the reflux absorber and de-ethanizer in a single column as shown in fig. 6, then the requirements for the total construction area can be reduced, which can provide significant cost savings in the design of modules and platforms.
Eksempler Examples
Drift av gassbearbeidingsanlegg i henhold til figurer 1, 2, 3, 4, og 5 ble computersimulert under anvendelse av prosess-simulator HYSYS, og tabeller 1, 2, 3, 4 og 5, som er vedlagt, oppsummerer eksempler på komponentstrømning, trykk og temperaturer i konfigureringene som vist på henholdsvis fig. 1-5. Operation of gas processing plants according to Figures 1, 2, 3, 4, and 5 was computer simulated using process simulator HYSYS, and Tables 1, 2, 3, 4, and 5, which are attached, summarize examples of component flow, pressure and temperatures in the configurations as shown in fig. 1-5.
Videre ble beregninger gjennomført for å fremlegge varmesammenset-ningskurven for varmeveksler 100 i anleggskonfigureringen i henhold til fig. 2. Varmeveksleren 100 i anleggskonfigureringen i henhold til fig. 4 og sidevarme-veksleren 116 i anleggskonfigureringen i henhold til fig. 4, samt resultatene er avbildet hhv. på figurer 2A, 4A, og 4B. Energieffektivitetene av disse oppfinnel-sene er svært høye, noe som demonstreres av de relativt nære temperaturtilnær-mingene av disse sammensetningskurver (composite curves). Furthermore, calculations were carried out to present the heat composition curve for heat exchanger 100 in the plant configuration according to fig. 2. The heat exchanger 100 in the plant configuration according to fig. 4 and the side heat exchanger 116 in the plant configuration according to fig. 4, and the results are depicted respectively in Figures 2A, 4A, and 4B. The energy efficiencies of these inventions are very high, which is demonstrated by the relatively close temperature approximations of these composite curves.
Spesifikke utførelser og anvendelser av prosesser for høy propangjenvinning og konfigureringer er således blitt beskrevet. Det vil imidlertid være klart for fagfolk at mange flere modifiseringer i tillegg til de som allerede er beskrevet, er mulig uten å komme bort fra oppfinnelsens oppfinneriske idé. Ved fortolkningen av både beskrivelsen og kravene bør videre alle betegnelser forstås på bredest mulig måte i samsvar med tekstsammenhengen. Specific embodiments and applications of high propane recovery processes and configurations have thus been described. However, it will be clear to those skilled in the art that many more modifications in addition to those already described are possible without departing from the inventive idea of the invention. When interpreting both the description and the requirements, all designations should be understood in the broadest possible way in accordance with the textual context.
Claims (28)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US22495800P | 2000-08-11 | 2000-08-11 | |
| PCT/US2001/020633 WO2002014763A1 (en) | 2000-08-11 | 2001-06-27 | High propane recovery process and configurations |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20030654L NO20030654L (en) | 2003-02-10 |
| NO20030654D0 NO20030654D0 (en) | 2003-02-10 |
| NO330367B1 true NO330367B1 (en) | 2011-04-04 |
Family
ID=22842933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20030654A NO330367B1 (en) | 2000-08-11 | 2003-02-10 | Gas processing plant for the recovery of propane and ethane. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (5) | US6837070B2 (en) |
| EP (1) | EP1311789A4 (en) |
| CN (1) | CN1303392C (en) |
| AU (2) | AU7158701A (en) |
| CA (1) | CA2410540C (en) |
| EA (1) | EA004519B1 (en) |
| MX (1) | MXPA02012207A (en) |
| NO (1) | NO330367B1 (en) |
| WO (1) | WO2002014763A1 (en) |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6837070B2 (en) * | 2000-08-11 | 2005-01-04 | Fluor Corporation | High propane recovery process and configurations |
| US6712880B2 (en) | 2001-03-01 | 2004-03-30 | Abb Lummus Global, Inc. | Cryogenic process utilizing high pressure absorber column |
| US6941771B2 (en) * | 2002-04-03 | 2005-09-13 | Howe-Baker Engineers, Ltd. | Liquid natural gas processing |
| MXPA04011219A (en) * | 2002-05-20 | 2005-02-14 | Fluor Corp | Twin reflux process and configurations for improved natural gas liquids recovery. |
| US6907752B2 (en) * | 2003-07-07 | 2005-06-21 | Howe-Baker Engineers, Ltd. | Cryogenic liquid natural gas recovery process |
| EP1695951B1 (en) | 2003-07-24 | 2014-08-27 | Toyo Engineering Corporation | Method and apparatus for separating hydrocarbon |
| EP1766310A4 (en) * | 2004-07-06 | 2011-12-28 | Fluor Tech Corp | Configurations and methods for gas condensate separation from high-pressure hydrocarbon mixtures |
| US6958364B1 (en) | 2004-07-15 | 2005-10-25 | Chevron U.S.A. Inc. | Use of Fischer-Tropsch condensate as a lean oil for heavy ends recovery from Fischer-Tropsch tail gas |
| US7257966B2 (en) | 2005-01-10 | 2007-08-21 | Ipsi, L.L.C. | Internal refrigeration for enhanced NGL recovery |
| US20070061950A1 (en) * | 2005-03-29 | 2007-03-22 | Terry Delonas | Lipowear |
| WO2006115597A2 (en) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Fluor Technologies Corporation | Integrated ngl recovery and lng liquefaction |
| US9080810B2 (en) | 2005-06-20 | 2015-07-14 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
| US20070012072A1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-18 | Wesley Qualls | Lng facility with integrated ngl extraction technology for enhanced ngl recovery and product flexibility |
| AU2007269613B2 (en) * | 2006-07-06 | 2010-07-22 | Fluor Technologies Corporation | Propane recovery methods and configurations |
| WO2008020994A1 (en) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Fluor Technologies Corporation | Configurations and methods for removal of mercaptans from feed gases |
| US7777088B2 (en) | 2007-01-10 | 2010-08-17 | Pilot Energy Solutions, Llc | Carbon dioxide fractionalization process |
| US20080256977A1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-10-23 | Mowrey Earle R | Hydrocarbon recovery and light product purity when processing gases with physical solvents |
| US20090282865A1 (en) | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Ortloff Engineers, Ltd. | Liquefied Natural Gas and Hydrocarbon Gas Processing |
| US8209997B2 (en) | 2008-05-16 | 2012-07-03 | Lummus Technology, Inc. | ISO-pressure open refrigeration NGL recovery |
| US20090293537A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Ameringer Greg E | NGL Extraction From Natural Gas |
| FR2943683B1 (en) * | 2009-03-25 | 2012-12-14 | Technip France | PROCESS FOR TREATING A NATURAL LOAD GAS TO OBTAIN TREATED NATURAL GAS AND C5 + HYDROCARBON CUTTING, AND ASSOCIATED PLANT |
| US20100287982A1 (en) | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Ortloff Engineers, Ltd. | Liquefied Natural Gas and Hydrocarbon Gas Processing |
| US9021832B2 (en) | 2010-01-14 | 2015-05-05 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
| CA2800699C (en) | 2010-06-03 | 2016-01-19 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
| US20120085128A1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | Rajeev Nanda | Method for Recovery of Propane and Heavier Hydrocarbons |
| US10451344B2 (en) | 2010-12-23 | 2019-10-22 | Fluor Technologies Corporation | Ethane recovery and ethane rejection methods and configurations |
| EP2655992A1 (en) | 2010-12-23 | 2013-10-30 | Fluor Technologies Corporation | Ethane recovery and ethane rejection methods and configurations |
| AU2012296868B2 (en) * | 2011-08-18 | 2015-08-27 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | System and method for producing a hydrocarbon product stream from a hydrocarbon well stream, and a hydrocarbon well stream separation tank |
| US20140075987A1 (en) | 2012-09-20 | 2014-03-20 | Fluor Technologies Corporation | Configurations and methods for ngl recovery for high nitrogen content feed gases |
| CA2935851C (en) | 2014-01-02 | 2022-05-03 | Fluor Technologies Corporation | Systems and methods for flexible propane recovery |
| AU2015229221A1 (en) | 2014-03-14 | 2016-10-27 | Lummus Technology Inc. | Process and apparatus for heavy hydrocarbon removal from lean natural gas before liquefaction |
| CA2976071C (en) | 2015-02-09 | 2020-10-27 | Fluor Technologies Corporation | Methods and configuration of an ngl recovery process for low pressure rich feed gas |
| US10352616B2 (en) | 2015-10-29 | 2019-07-16 | Black & Veatch Holding Company | Enhanced low temperature separation process |
| US10006701B2 (en) * | 2016-01-05 | 2018-06-26 | Fluor Technologies Corporation | Ethane recovery or ethane rejection operation |
| US10330382B2 (en) | 2016-05-18 | 2019-06-25 | Fluor Technologies Corporation | Systems and methods for LNG production with propane and ethane recovery |
| US10533794B2 (en) | 2016-08-26 | 2020-01-14 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
| US10551119B2 (en) | 2016-08-26 | 2020-02-04 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
| US10551118B2 (en) | 2016-08-26 | 2020-02-04 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
| US11402155B2 (en) | 2016-09-06 | 2022-08-02 | Lummus Technology Inc. | Pretreatment of natural gas prior to liquefaction |
| CA3033088C (en) | 2016-09-09 | 2025-05-13 | Fluor Technologies Corporation | Methods and configuration for retrofitting ngl plant for high ethane recovery |
| US11543180B2 (en) | 2017-06-01 | 2023-01-03 | Uop Llc | Hydrocarbon gas processing |
| US11428465B2 (en) | 2017-06-01 | 2022-08-30 | Uop Llc | Hydrocarbon gas processing |
| CA3077409C (en) | 2017-10-20 | 2025-05-13 | Fluor Technologies Corporation | Phase implementation of natural gas liquid recovery plants |
| US12098882B2 (en) | 2018-12-13 | 2024-09-24 | Fluor Technologies Corporation | Heavy hydrocarbon and BTEX removal from pipeline gas to LNG liquefaction |
| US12215922B2 (en) | 2019-05-23 | 2025-02-04 | Fluor Technologies Corporation | Integrated heavy hydrocarbon and BTEX removal in LNG liquefaction for lean gases |
| US11561043B2 (en) * | 2019-05-23 | 2023-01-24 | Bcck Holding Company | System and method for small scale LNG production |
| US11987547B2 (en) * | 2019-06-28 | 2024-05-21 | Dow Global Technologies Llc | Methods for forming light olefins that include use of cooled product as a recycled quench stream |
| JP7326483B2 (en) | 2019-09-19 | 2023-08-15 | エクソンモービル・テクノロジー・アンド・エンジニアリング・カンパニー | Pretreatment and precooling of natural gas by high pressure compression and expansion |
| WO2021055021A1 (en) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | Exxonmobil Upstream Research Company | Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion |
| US12050054B2 (en) | 2019-09-19 | 2024-07-30 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Pretreatment, pre-cooling, and condensate recovery of natural gas by high pressure compression and expansion |
| TW202309456A (en) | 2021-05-14 | 2023-03-01 | 美商圖表能源與化學有限公司 | Side draw reflux heavy hydrocarbon removal system and method |
| US20230375263A1 (en) * | 2022-05-17 | 2023-11-23 | Gas Liquids Engineering Ltd. | Gas processing methodology utilizing reflux and additionally synthesized stream optimization |
| US20250206684A1 (en) * | 2023-12-20 | 2025-06-26 | Uop Llc | Process for converting naphtha to light paraffins with recycle |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4157904A (en) * | 1976-08-09 | 1979-06-12 | The Ortloff Corporation | Hydrocarbon gas processing |
| USRE33408E (en) * | 1983-09-29 | 1990-10-30 | Exxon Production Research Company | Process for LPG recovery |
| US4657571A (en) | 1984-06-29 | 1987-04-14 | Snamprogetti S.P.A. | Process for the recovery of heavy constituents from hydrocarbon gaseous mixtures |
| FR2571129B1 (en) * | 1984-09-28 | 1988-01-29 | Technip Cie | PROCESS AND PLANT FOR CRYOGENIC FRACTIONATION OF GASEOUS LOADS |
| DE3445961A1 (en) * | 1984-12-17 | 1986-06-26 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | METHOD FOR SEPARATING C (DOWN ARROW) 3 (DOWN ARROW) (DOWN ARROW) + (DOWN ARROW) HYDROCARBONS FROM A GAS FLOW |
| US4596588A (en) * | 1985-04-12 | 1986-06-24 | Gulsby Engineering Inc. | Selected methods of reflux-hydrocarbon gas separation process |
| DE3814294A1 (en) * | 1988-04-28 | 1989-11-09 | Linde Ag | METHOD FOR SEPARATING HYDROCARBONS |
| FR2681859B1 (en) * | 1991-09-30 | 1994-02-11 | Technip Cie Fse Etudes Const | NATURAL GAS LIQUEFACTION PROCESS. |
| US5275005A (en) * | 1992-12-01 | 1994-01-04 | Elcor Corporation | Gas processing |
| US5890378A (en) * | 1997-04-21 | 1999-04-06 | Elcor Corporation | Hydrocarbon gas processing |
| US5953935A (en) * | 1997-11-04 | 1999-09-21 | Mcdermott Engineers & Constructors (Canada) Ltd. | Ethane recovery process |
| US6182469B1 (en) * | 1998-12-01 | 2001-02-06 | Elcor Corporation | Hydrocarbon gas processing |
| US6116050A (en) * | 1998-12-04 | 2000-09-12 | Ipsi Llc | Propane recovery methods |
| GB9826999D0 (en) * | 1998-12-08 | 1999-02-03 | Costain Oil Gas & Process Limi | Low temperature separation of hydrocarbon gas |
| FR2796858B1 (en) * | 1999-07-28 | 2002-05-31 | Technip Cie | PROCESS AND PLANT FOR PURIFYING A GAS AND PRODUCTS THUS OBTAINED |
| CA2388791C (en) * | 1999-10-21 | 2006-11-21 | Fluor Corporation | Methods and apparatus for high propane recovery |
| US6244070B1 (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-12 | Ipsi, L.L.C. | Lean reflux process for high recovery of ethane and heavier components |
| US6837070B2 (en) * | 2000-08-11 | 2005-01-04 | Fluor Corporation | High propane recovery process and configurations |
| US20020166336A1 (en) * | 2000-08-15 | 2002-11-14 | Wilkinson John D. | Hydrocarbon gas processing |
| US6712880B2 (en) * | 2001-03-01 | 2004-03-30 | Abb Lummus Global, Inc. | Cryogenic process utilizing high pressure absorber column |
| US7051553B2 (en) * | 2002-05-20 | 2006-05-30 | Floor Technologies Corporation | Twin reflux process and configurations for improved natural gas liquids recovery |
-
2001
- 2001-06-27 US US10/276,857 patent/US6837070B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-27 WO PCT/US2001/020633 patent/WO2002014763A1/en not_active Ceased
- 2001-06-27 EP EP01950616A patent/EP1311789A4/en not_active Withdrawn
- 2001-06-27 EA EA200300256A patent/EA004519B1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-06-27 CN CNB018140246A patent/CN1303392C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-27 CA CA002410540A patent/CA2410540C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-27 AU AU7158701A patent/AU7158701A/en active Pending
- 2001-06-27 AU AU2001271587A patent/AU2001271587B2/en not_active Ceased
- 2001-06-27 MX MXPA02012207A patent/MXPA02012207A/en active IP Right Grant
-
2003
- 2003-02-10 NO NO20030654A patent/NO330367B1/en not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-04-15 US US10/826,438 patent/US7073350B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2006
- 2006-04-11 US US11/403,212 patent/US20060218968A1/en not_active Abandoned
-
2008
- 2008-02-18 US US12/032,916 patent/US20080202162A1/en not_active Abandoned
-
2009
- 2009-03-11 US US12/401,790 patent/US9541329B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1311789A1 (en) | 2003-05-21 |
| AU2001271587B2 (en) | 2004-09-02 |
| US20040250569A1 (en) | 2004-12-16 |
| US20090173103A1 (en) | 2009-07-09 |
| MXPA02012207A (en) | 2003-06-04 |
| WO2002014763A1 (en) | 2002-02-21 |
| CA2410540A1 (en) | 2002-02-21 |
| EP1311789A4 (en) | 2005-09-21 |
| US20040025535A1 (en) | 2004-02-12 |
| US9541329B2 (en) | 2017-01-10 |
| CN1303392C (en) | 2007-03-07 |
| CA2410540C (en) | 2007-03-13 |
| EA004519B1 (en) | 2004-06-24 |
| US7073350B2 (en) | 2006-07-11 |
| NO20030654L (en) | 2003-02-10 |
| NO20030654D0 (en) | 2003-02-10 |
| US20060218968A1 (en) | 2006-10-05 |
| US6837070B2 (en) | 2005-01-04 |
| CN1446310A (en) | 2003-10-01 |
| AU7158701A (en) | 2002-02-25 |
| US20080202162A1 (en) | 2008-08-28 |
| EA200300256A1 (en) | 2003-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO330367B1 (en) | Gas processing plant for the recovery of propane and ethane. | |
| CA2440142C (en) | Cryogenic process utilizing high pressure absorber column | |
| US9103585B2 (en) | Configurations and methods for improved natural gas liquids recovery | |
| CA2543195C (en) | Flexible ngl process and methods | |
| US12215922B2 (en) | Integrated heavy hydrocarbon and BTEX removal in LNG liquefaction for lean gases | |
| JP5770870B2 (en) | Isobaric open frozen NGL recovery | |
| NO339384B1 (en) | INTEGRATED HIGH PRESSURE NGL RECOVERY IN THE PREPARATION OF LIQUID NATURAL GAS | |
| AU2001271587A1 (en) | High propane recovery process and configurations | |
| US20140060114A1 (en) | Configurations and methods for offshore ngl recovery | |
| NO337141B1 (en) | Hydrocarbon gas treatment for fatty gas flows | |
| US10808999B2 (en) | Process for increasing ethylene and propylene yield from a propylene plant | |
| NO335104B1 (en) | Plant for improved recycling of NGL | |
| US20140026615A1 (en) | Configurations and methods for deep feed gas hydrocarbon dewpointing | |
| AU2002303849A1 (en) | Twin reflux process and configurations for improved natural gas liquids recovery | |
| US20160258675A1 (en) | Split feed addition to iso-pressure open refrigeration lpg recovery | |
| AU2013204093B2 (en) | Iso-pressure open refrigeration NGL recovery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |